汽車(chē)-行人碰撞事故再現(xiàn)研究與應(yīng)用.pdf

1、汽車(chē)-行人碰撞事故是道路交通事故的主要類(lèi)型。作為事故鑒定的重要工具，人車(chē)碰撞事故再現(xiàn)已經(jīng)在汽車(chē)安全領(lǐng)域引起越來(lái)越多的關(guān)注。基于計(jì)算機(jī)仿真的人車(chē)碰撞事故再現(xiàn)具有準(zhǔn)確性高、客觀性強(qiáng)和內(nèi)容豐富的優(yōu)點(diǎn)，能夠?yàn)槭鹿疏b定、汽車(chē)安全設(shè)計(jì)和損傷生物力學(xué)研究提供科學(xué)依據(jù)。針對(duì)研究現(xiàn)狀和實(shí)際需求，本文對(duì)人車(chē)碰撞事故再現(xiàn)所涉及的兩個(gè)主要方面進(jìn)行研究，即行人數(shù)字仿真假人和人車(chē)碰撞事故再現(xiàn)方法。 ⑴改進(jìn)了現(xiàn)有的商業(yè)化行人假人模型和人車(chē)接觸模擬方法，避免了

2、原有的接觸不穩(wěn)定情況，增強(qiáng)了假人對(duì)載荷的適應(yīng)能力，有助于將事故再現(xiàn)的適用車(chē)型范圍擴(kuò)大到平頭汽車(chē)。然后，研究快速生成符合受害人體形特征的行人數(shù)字仿真假人的方法，建立了人機(jī)交互式的行人假人快速定制系統(tǒng)(CPMG)。該方法和系統(tǒng)以改進(jìn)后的多剛體假人為參考基準(zhǔn)，結(jié)合了我國(guó)在人體測(cè)量學(xué)方面取的研究成果，能符合中國(guó)人體形特征，滿足國(guó)內(nèi)實(shí)際應(yīng)用的需求。最后，采用模塊化的局部有限元假人的概念，提出了基于人體損傷特征的假人建模方法。該方法應(yīng)用多剛體-有限

3、元耦合仿真技術(shù)，對(duì)需要詳細(xì)分析的人體部位用精細(xì)的有限元模型來(lái)代替常規(guī)的多剛體模型，在滿足損傷分析對(duì)模型精度要求的前提下，確保一定的計(jì)算效率。基于上述方法，本文著重研究和開(kāi)發(fā)了模塊化的行人下肢有限元模型，對(duì)其進(jìn)行局部沖擊和整車(chē)碰撞試驗(yàn)驗(yàn)證，還將其與多剛體整體假人整合后應(yīng)用于人車(chē)碰撞仿真。 ⑵對(duì)于事故再現(xiàn)方法的研究，一方面，從汽車(chē)-行人碰撞仿真分析的角度出發(fā)，研究車(chē)型、行人初始狀態(tài)和體形特征對(duì)事故再現(xiàn)的影響，為實(shí)際應(yīng)用和后續(xù)研究提供

4、判斷依據(jù)。具體來(lái)說(shuō)，詳細(xì)分析了不同車(chē)型的頭部外形和接觸剛度對(duì)碰撞結(jié)果的影響，提出了適合平頭汽車(chē)的事故再現(xiàn)方法。行人初始狀態(tài)分析主要考慮碰撞前初始姿態(tài)和速度對(duì)人體損傷和運(yùn)動(dòng)形式的影響。體形特征分析以身高、體重以及相關(guān)聯(lián)的人體各部分體形參數(shù)為主要的分析因素，利用CPMG生成分析所需的各種假人。另一方面，結(jié)合基于人車(chē)停止位置和基于人體損傷的事故再現(xiàn)方法，研究了人車(chē)碰撞事故再現(xiàn)的優(yōu)化問(wèn)題，提出了適合動(dòng)態(tài)數(shù)值仿真的事故再現(xiàn)自動(dòng)優(yōu)化方法。該方法以序